Plastic printen

Foto:  Sam Rentmeester

Foto: Sam Rentmeester

Door onderdelen in plastic 3D te printen ­kunnen wetenschappers veel beter onderzoek doen naar nieuwe medische instrumenten. Ze printen piepkleine, complexe onderdelen eenvoudig, snel en goedkoop.

Op tafel ligt een stuurbaar en ­flexibel medisch ­instrument voor sleutelgat­operaties, dat vanwege de greep met twee grote ogen lijkt op een schaar. Aan het uiteinde zitten echter geen scherpe snijvlakken maar een grijper, die in allerlei bochten te manoeuvreren is. De grijper is zo flexibel dankzij ingewikkelde vormen. “Zoals tandwielen met flapjes en kanalen die krom lopen. Dat zijn complexe ruimtelijke vormen om te maken”, zegt hoogleraar bio-inspired technology Paul Breedveld (3mE). Hij ontwikkelt het ­medische instrument samen met promovendus Filip Jelinek. “Het kan wel gemaakt worden met een machine, maar dat is erg lastig en duur. Daarom kwamen we op het idee om onderdelen in plastic 3D te printen.”

Het bleek een schot in de roos. Voor zo’n honderd euro werden de onderdelen geprint. Een groot verschil met de duizenden euro’s die Breedveld kwijt was geweest als ze met een conventionele bewerkingsmachine waren gemaakt. “Wij bedenken ingewikkelde vormen en proberen ons voor te stellen hoe het werkt. Nu kunnen we die vormen goedkoop printen om na te gaan of onze voorstelling klopt.”

Het verandert de manier waarop Breedveld en collega’s ontwerpen. Hij wijst op het bekje van het instrument. “Bij de vijfde poging stond alles goed en werkte het instrument. Wanneer we vroeger iets met een conventionele bewerkingsmachine maakten, begonnen we vaak groot en maakten het daarna steeds kleiner. Bij 3D printen kunnen we alles meestal al direct vrij klein maken.”

Om kleine prototypes te maken, werkt Breedveld samen met onder meer TNO. De instrumenten moeten ultradun zijn, wanneer ze door chirurgen worden gebruikt. TNO kan met hoogwaardig kunststof heel dun printen. “Helaas is het nog niet altijd helemaal robuust genoeg.” Hij laat een kleinere versie van het instrument zien dat op een schaar lijkt. “Ik liet deze onlangs van een meter hoogte op de vloerbedekking vallen. Er sprongen stukjes af. Sommige flapjes zijn maar 0,3 millimeter dik. We kijken er nu naar hoe we het robuuster kunnen printen. Binnenkort gaan we ook werken met keramiek, omdat we denken dat het wat steviger is dan kunststof.”

Niet ieder onderdeel is geschikt om te printen, benadrukt Breedveld. De kabels en de kabelspanners zijn bijvoorbeeld van metaal. “Op die manier combineren we het beste van beide werelden. Zo’n zeventig procent printen we, de rest niet.”

 

Blijf op de hoogte van het onderzoek

Ontvang de Delft Integraal nieuwsbrief 4 keer per jaar